À la recherche des planètes Neuf et Dix
Par Sylvie Rouat le 21.12.2017
Y a-t-il encore des planètes à découvrir au sein de notre propre système solaire ? Plusieurs scientifiques en sont persuadés. Deux candidates sérieuses sont en lice. Un extrait de Sciences et Avenir 850, daté décembre 2017.
MYSTÈRE. Il l'a surnommée affectueusement Jehosphat, George ou Phattie. Au bout de son puissant télescope japonais Subaru, perché sur le volcan de Mauna Kea, à Hawaii (États-Unis), Mike Brown, chercheur au Caltech (Pasadena) et déjà découvreur de nombreux corps au-delà de Neptune, ne désespère pas de l'apercevoir, et vite. Elle, c'est "planète Neuf", rien de moins qu'une nouvelle planète à découvrir dans notre système solaire. La traque a commencé à l'occasion d'un ambitieux programme d'observation du ciel pour sonder les sombres régions s'étendant au-delà de 650 fois la distance Terre-Soleil (650 unités astronomiques ou UA). Va-t-elle enfin se révéler dans les prochains mois ? Depuis deux ans, en effet, les indices de son existence s'accumulent. Reste à la localiser précisément dans le ciel…
Il y a trois ans, Mike Brown et son collègue théoricien Konstantin Batygin refusaient de croire qu'une grosse planète puisse se cacher au-delà de Neptune, dernière des huit planètes officielles. Après la parution, en 2014, d'un article dans Nature qui postulait l'existence de ladite neuvième planète, les deux hommes s'attellent à en démontrer l'impossibilité. Mais voilà que leurs calculs et simulations numériques indiquent l'exact contraire : seule la présence d'une planète géante lointaine pourrait expliquer le comportement bizarre de certains corps de la ceinture de Kuiper. Ce disque, rappelons-le, regroupe des milliers d'objets parmi les plus primitifs du système solaire, que l'on nomme "objets transneptuniens" (TNO selon leur sigle anglais). Nombre d'entre eux, notamment Eris, sont quasi aussi gros que Pluton ! C'est ce qui a d'ailleurs valu à cette dernière, longtemps considérée comme la neuvième planète, d'être rétrogradée en planète naine en 2006. Clin d'oeil de l'histoire, c'est Mike Brown, découvreur d'Eris, qui a entraîné sa chute ! Et c'est lui qui aujourd'hui est en quête d'une nouvelle neuvième planète…
Un mystère de longue date se trouverait ainsi résolu
Dans ces régions externes de notre système, il se passe en effet des choses étranges. À commencer par ces six planétoïdes situés au-delà de 250 UA dont les périhélies (point de leur orbite le plus proche du Soleil) sont regroupés dans une même région du ciel. Leurs orbites sont pareillement inclinées, d'environ 30° "vers le bas" par rapport au plan de l'écliptique, celui dans lequel les planètes orbitent autour du Soleil. Or une telle distribution n'a que… 0,007 % de chance d'être due au hasard ! Alors qu'en intégrant une planète de la taille de Neptune et d'une masse dix fois supérieure à celle de la Terre, les simulations numériques montrent qu'il devrait exister des objets inclinés de l'ordre de 90° par rapport au plan sur lequel se situent la plupart des autres corps du système solaire. Bonne pioche ! En fouillant les bases de données recensant les petites planètes, les chercheurs ont exhumé cinq objets déjà connus des astronomes qui remplissent ces conditions. Le modèle indique donc que cette neuvième planète serait située à une distance 20 fois plus lointaine que Neptune et mettrait entre 10 000 et 20 000 ans pour faire le tour du Soleil. Alessandro Morbidelli, planétologue à l'observatoire de la Côte d'Azur (Nice), est lui aussi convaincu de son existence. "J'ai réalisé une nouvelle étude avec Konstantin Batygin qui montre que même les plans des planètes connues sont influencés par cette nouvelle venue." Ce qui pourrait résoudre un mystère de longue date, en expliquant l'inclinaison d'environ 6 degrés du plan dans lequel elles sont en orbite par rapport à l'équateur du Soleil. De son côté, Konstantin Batygin note que les travaux réalisés ces derniers mois par d'autres équipes ne font que renforcer la proposition originelle : "Désormais, supposer que la planète Neuf n'existe pas engendre plus de problèmes que cela n'en résout", explique-t-il dans un texte publié par la Nasa.
L'une des plus récentes études, présentée le 17 octobre par Juliette Becker, de l'université du Michigan (États-Unis), apporte un nouvel éclairage. En effet, si certains objets transneptuniens, comme la planète naine Sedna, n'ont pas besoin de la planète Neuf pour naviguer dans le système solaire, d'autres auraient déjà dû en être éjectés ou s'écraser sur le Soleil en raison de l'influence gravitationnelle de Neptune. Seule la présence de la planète Neuf dans l'équation a permis de stabiliser leurs orbites tout au long des 4,5 milliards d'années d'existence du système solaire. Caju est de ceux-là. Cet objet a été découvert incidemment par une équipe de l'université du Michigan alors qu'elle analysait les données du Dark Energy Survey, un programme de cartographie de centaines de millions de galaxies. D'un diamètre de 480 kilomètres, Caju est situé à une distance moyenne de 450 fois la distance de la Terre au Soleil. Son orbite très excentrique, inclinée de 54 degrés par rapport au plan principal ne s'explique que s'il existe une planète Neuf...
Deux autres corps de la ceinture de Kuiper sont tout aussi étonnants. Ils ont été surnommés Niku ("Rebelle" en chinois) et Drac, en référence à Dracula qui pouvait marcher la tête en bas. De facto, ces deux-là sont en quelque sorte cul par-dessus tête, car leur plan orbital est incliné de plus de 100 degrés par rapport au plan des planètes, bien plus qu'aucun autre TNO. Autre originalité, ils évoluent dans le sens contraire de la plupart des autres corps du système solaire. Qu'a-t-il pu arriver à ces planétoïdes glacés, par ailleurs si semblables aux autres habitants de la ceinture de Kuiper ? Une hypothèse met en jeu la planète Neuf. Si Niku et Drac croisent actuellement trop près de Neptune pour être affectés directement par l'influence gravitationnelle d'une très lointaine géante, il se peut qu'ils aient jadis croisé cinq à sept fois plus loin que leur position actuelle, et qu'ils se trouvaient alors sous influence de la planète Neuf, avant de dériver vers Neptune…
À la recherche des planètes Neuf et Dix
Alessandro Morbidelli, planétologue à l'observatoire de la Côte d'Azur (Nice), est lui aussi convaincu de son existence. "J'ai réalisé une nouvelle étude avec Konstantin Batygin qui montre que même les plans des planètes connues sont influencés par cette nouvelle venue." Ce qui pourrait résoudre un mystère de longue date, en expliquant l'inclinaison d'environ 6 degrés du plan dans lequel elles sont en orbite par rapport à l'équateur du Soleil. De son côté, Konstantin Batygin note que les travaux réalisés ces derniers mois par d'autres équipes ne font que renforcer la proposition originelle : "Désormais, supposer que la planète Neuf n'existe pas engendre plus de problèmes que cela n'en résout", explique-t-il dans un texte publié par la Nasa.
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